专利名称：节能型热轧无缝钢管燃气调质炉及热处理方法
技术领域：
节能型热轧无缝钢管燃气调质炉及热处理方法，属于无缝钢管热处理领域，具体 涉及一种可实现无缝钢管淬火、回火工艺的燃气调质设备及工艺。
背景技术：
不改变无缝钢管的形状，而通过淬火和回火热处理工艺改变无缝钢管的力学性 能、物理性能、化学性能，即提高无缝钢管的强度和韧性，达到预期的使用性能，这种把淬火 和回火结合的工艺称之为调质，这种工艺的实施通常使用箱式炉或中频炉。箱式炉加热不 均勻，即无缝钢管的两端温度低，而中间温度高，因而钢管所获得的高温相不一致，导致调 质效果不好，且淬火处理时需开炉单件取出，造成箱式炉中温度降低，须重新加热，间歇时 间长，蓄热损失大。箱式炉亦不能实现回火工艺，需单独设立回火炉。要实现淬火与回火必 须增加电功率，不利于扩大生产规模，而中频炉投资成本太高。综上两种炉的结构特点存在 如下问题1、加热不均勻，调质效果不好；2、间歇时间长，效率低，功耗损失大；3、电功率大，不利于扩大生产规模；4、生产成本过高。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种调质效果好、功耗 低、效率高、成本低，集淬火与回火于一体的节能型热轧无缝钢管燃气调质炉及热处理方 法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是该节能型热轧无缝钢管燃气调质 炉，包括窑体、辊道传动部分，其特征在于窑体前端设置自动进料装置，窑体两侧安装辊道 传动部分和温控装置，以及安装在窑体外的电气控制装置。所述的窑体沿进料到出料方向依次为预热区、加热区、高温区，在预热区的前端底 部和顶部分别设置烟道和烟囱，窑体中间为进料的窑体通道。所述的辊道传动部分包括安装在窑体两端和窑体内部的传动辊、传动辊两端凸出 于窑体下方设置支撑轴承、传动辊的一端最外部位安装链轮、与链轮连接的快慢速主从动 链轮、连接固定快慢速主从动链轮的传动轴，固定传动轴的轴座，安装在窑体首端的慢速传 动装置和窑体末端的快速传动装置。所述的慢速传动装置包括慢速传动辊链条、慢速电机、第二减速机、第一主动链 轮、第一主动链条、第二主动链轮、第二传动轴、第二轴座、第二支架和第一从动链轮，慢速 电机安装在慢速传动装置的前端，慢速电机上安装第二减速机，第二减速机上安装第一主 动链轮，由第一主动链条联接位于上方的第二主动链轮，第二主动链轮联接在第二传动轴 的一端，第二传动轴安装在第二轴座上，第二轴座固定在下方的第二支架上，第二传动轴的另一端安装第一从动链轮，第一从动链轮上安装慢速传动辊链条，链轮下方链接慢速传动 辊链条，慢速传动辊链条的下方设置链条托。链条托的高度可以通过其下方的固定在角钢 上的调整螺栓调整，慢速传动辊链条的松紧可通过固定在角钢支架下方的链条调整轮进行调整。所述的快速传动装置包括快速传动辊链条、快速电机、第三减速机、第四主动链 轮、第二主动链条、第三主动链轮、第一传动轴、第一轴座、第一支架和第四从动链轮、液压 顶、液压顶支架和行程开关，快速电机安装在快速传动装置的末端，快速电机上安装第三减 速机，第三减速机上安装第四主动链轮，由第二主动链条联接位于上方的第三主动链轮，第 三主动链轮联接在第一传动轴的一端，第一传动轴安装在第一轴座上，第一轴座固定在下 方的第一支架上，第一传动轴的另一端安装第四从动链轮，第四从动链轮上安装快速传动 辊链条，链轮的下方链接快速传动辊链条，快速传动辊链条的下方设置链条托，链条托的高 度可以通过其下方的固定在角钢上的调整螺栓调整，快速传动辊链条的松紧可通过固定在 角钢支架下方的链条调整轮进行调整，液压顶安装在快速传动装置的末端下方，液压顶支 架的一侧固定在窑体一侧的角钢上，行程开关安装在快速传动装置的最末端中间的横梁 上。所述的自动进料装置包括送料台，送料台为倾斜安装，送料台底部设置无缝钢管 限量块，在送料台的面板下方设置推进器，送料台前方辊道传动部分上方设置无缝钢管限 位槽。无缝钢管被推进器推起越过无缝钢管限量块后落在无缝钢管限位槽的旁边辊道传动 部分的传动辊上，勻速向前移动。所述的温控装置包括热电偶和燃气烧嘴，窑体两侧中间偏上部位设置热电偶，窑 体两侧传动辊的下方设置多个间距递减的燃气烧嘴，且在窑体两侧呈交错分布。热电偶可 以测量窑体内温度，利用燃气烧嘴控制窑体内的燃气量进而控制温度。所述的电气控制系统包括限位开关、行程开关，限位开关安装在自动进料装置的 无缝钢管限位槽上，通过开、关状态控制推进器工作，行程开关安装在快速传动装置末端， 通过开、关状态控制液压顶工作。传动辊通过传动辊链条在支撑轴承上勻速转动，并且辊道传动部分前端的传动 辊以低速转动，末端的传动辊快速转动，无缝钢管在传动辊上向前先慢速移动后快速移出 窑体并与辊道传动部分末端的行程开关接触，行程开关使液压顶迅速升起并将无缝钢管送 出，以减少温度骤降而导致淬火不及时，调质效果不理想。一种利用权利要求1的调质炉对热轧无缝钢管的热处理方法，其特征在于先进 行淬火，后进行回火，步骤如下淬火1. 1放料，将待进行热处理的无缝钢管整齐的排放在自动进料装置上；1. 2、自动进料，启动电源后自动进料装置上的无缝钢管按顺序每隔一定时间一根 接一根地被送入调质炉中；1.3、预热，无缝钢管竖直进入调质炉的预热区，并以0.255m/min的速度向前移 动，经过20min时间的预热处理；1.4、加热，当无缝钢管经过预热区预热后，进入调质炉温度为300°C的加热区，无 缝钢管继续向前移动，经过IOmin时间的加热，使无缝钢管获得均勻的温度；
1.5、高温，当无缝钢管经过加热区加热后，进入调质炉温度为920°C的高温区，无 缝钢管继续向前移动，经过Smin时间的高温升温后，无缝钢管的温度均勻的保持在920°C， 到达快速传动装置上；1.6、快速出炉，当无缝钢管的温度达到出炉温度(920°C )时，为减少出炉时间防 止其温度骤然下降，在调质炉的末端设置快速传动装置，当无缝钢管到达快速传动装置时， 其前行速度由原先0. 255m/min提升至6m/min，无缝钢管12秒左右快速出炉，到达下一工 序；1.7、校直，920°C左右的无缝钢管被自动送入到校直机中进行校直处理，经3秒左 右完成；1.8、水冷，在上一工序中校直完成后，校直机上的水源接着对无缝钢管进行喷水 淬火处理，使无缝钢管的温度迅速降到300°C以下，完成淬火过程。回火2. 1、放料，将待处理的无缝钢管整齐排放在自动进料装置上。2. 2、自动进料，启动电源后自动进料装置上的无缝钢管按顺序每隔一定时间一根 接一根地被送入调质炉中。2. 3、预热，无缝钢管进入调质炉的预热区，以0. 255m/min的速度前移，向前移动 中经过20min的时间进行预热工序处理。2. 4、加热，当无缝钢管经过预热区预热后，进入调质炉温度为300°C的加热区，无 缝钢管继续向前移动，经过IOmin时间的加热，使无缝钢管获得均勻的温度。2. 5、高温，当无缝钢管经过加热区加热后，进入调质炉温度为550°C的高温区，无 缝钢管继续向前移动，经过Smin时间的高温升温后，无缝钢管的温度均勻的保持在550°C， 到达快速传动装置上。2. 6、快速出炉，当无缝钢管的温度达到出炉温度(550°C )时，为减少出炉时间防 止其温度骤然下降，在调质炉的末端设置快速传动装置，当无缝钢管到达快速传动装置时， 其前行速度由原先0. 255m/min提升至6m/min，无缝钢管12秒左右快速出炉，到达下一工序。2. 7、空冷，快速出炉后的无缝钢管放在空气中自然冷却4 5小时至常温，完成回 火过程。与现有技术相比，本发明节能型热轧无缝钢管燃气调质炉所具有的有益效果是调质炉由于采用滚道式，钢管经过低温区一预热区一高温区是以均勻速度滚动前 进，对钢管是加热均勻，热处理效果好；调质炉产量高每日产360件，而箱式炉日产136件， 产量提高了 3倍；调质炉总体投资不到2万元，而中频炉总体投资总需80多万元，调质炉每 条加工成本是7元，而中频炉每钢管是13. 2元，相比之下，调质炉优越于中频炉。调质炉和 箱式炉，中频炉对比见表1。表1调质炉和箱式炉中频炉对比表
权利要求
1.节能型热轧无缝钢管燃气调质炉，包括窑体(11)、辊道传动部分，其特征在于窑体 (11)前端设置自动进料装置(5)，窑体(11)两侧安装辊道传动部分和温控装置，以及安装 在窑体(11)外的电气控制装置。
2.根据权利要求1所述的节能型热轧无缝钢管燃气调质炉，其特征在于所述的窑体 (11)沿进料到出料方向依次为预热区(27)、加热区(25)、高温区(M)，在预热区(XT)的前 端底部和顶部分别设置烟道(39)和烟囱(6)，窑体(11)中间为进料的窑体通道(63)。
3.根据权利要求1所述的节能型热轧无缝钢管燃气调质炉，其特征在于所述的辊道 传动部分包括安装在窑体(U)两端和窑体(11)内部的传动辊(8)、两端凸出于窑体(11) 两侧的传动辊(8)的下方设置支撑轴承64)、传动辊(8)的一端最外部位安装链轮(3)、与 链轮C3)连接的快慢速主从动链轮、连接固定快慢速主从动链轮的传动轴，固定传动轴的 轴座，安装在窑体(11)首端的慢速传动装置和窑体(11)末端的快速传动装置。
4.根据权利要求3所述的节能型热轧无缝钢管燃气调质炉，其特征在于所述的慢速 传动装置包括慢速传动辊链条O)、慢速电机( )、第二减速机(四)、第一主动链轮(40)、 第一主动链条(30)、第二主动链轮(1)、第二传动轴(42)、第二轴座(41)、第二支架(31)和 第一从动链轮(43)，慢速电机08)安装在慢速传动装置的前端，慢速电机08)上安装第二 减速机( )，第二减速机09)上安装第一主动链轮00)，由第一主动链条(30)联接位于 上方的第二主动链轮(1)，第二主动链轮(1)联接在第二传动轴0 的一端，第二传动轴 (42)安装在第二轴座Gl)上，第二轴座Gl)固定在下方的第二支架(31)上，第二传动轴 (42)的另一端安装第一从动链轮(43)，第一从动链轮上安装慢速传动辊链条O)，链 轮( 下方链接慢速传动辊链条O)，慢速传动辊链条O)的下方设置链条托(66)。
5.根据权利要求3所述的节能型热轧无缝钢管燃气调质炉，其特征在于所述的快速 传动装置包括快速传动辊链条、快速电机(18)、第三减速机(17)、第四主动链轮(38)、 第二主动链条(16)、第三主动链轮(14)、第一传动轴(36)、第一轴座(37)、第一支架(15) 和第四从动链轮(35)、液压顶(19)、液压顶支架(20)和行程开关(12)，快速电机(18)安 装在快速传动装置的末端，快速电机(18)上安装第三减速机(17)，第三减速机(17)上安 装第四主动链轮(38)，由第二主动链条(16)联接位于上方的第三主动链轮(14)，第三主动 链轮(14)联接在第一传动轴(36)的一端，第一传动轴(36)安装在第一轴座(37)上，第一 轴座(37)固定在下方的第一支架(1 上，第一传动轴(36)的另一端安装第四从动链轮 (35)，第四从动链轮(3 上安装快速传动辊链条(21)，链轮(3)的下方链接快速传动辊链 条(21)，快速传动辊链条的下方设置链条托(66)，液压顶(19)安装在快速传动装置 的末端下方，液压顶支架OO)的一端固定在窑体(11) 一侧的角钢(34)上，行程开关(12) 安装在快速传动装置的最末端中间的横梁(1 上。
6.根据权利要求1所述的节能型热轧无缝钢管燃气调质炉，其特征在于所述的自动 进料装置( 包括送料台，送料台为倾斜安装，送料台底部设置无缝钢管限量块(45)，在送料台的面板G8)下方设置推进器，送料台前方辊道传动部分上方设置无缝钢管限位槽 ⑷。
7.根据权利要求1所述的节能型热轧无缝钢管燃气调质炉，其特征在于所述的温控 装置包括热电偶和燃气烧嘴，窑体(11)两侧中间偏上部位设置热电偶，窑体(11)两侧传动 辊(8)的下方设置多个间距递减的燃气烧嘴，且在窑体(11)两侧呈交错分布。
8.根据权利要求1所述的节能型热轧无缝钢管燃气调质炉，其特征在于所述的电气 控制装置包括限位开关(32)、行程开关(12)，限位开关(32)安装在自动进料装置(5)的无 缝钢管限位槽⑷上，行程开关(12)安装在快速传动装置末端。
9.一种利用权利要求1的调质炉对热轧无缝钢管的热处理方法，其特征在于先进行 淬火，后进行回火，步骤如下淬火.1.1放料，将待进行热处理的无缝钢管(9)整齐的排放在自动进料装置( 上；.1.2、自动进料，启动电源后自动进料装置( 上的无缝钢管(9)按顺序每隔一定时间 一根接一根地被送入调质炉中；.1.3、预热，无缝钢管(9)竖直进入调质炉的预热区(27)，运动速度0.255m/min，预热时 间 20min ；.1.4、加热，经预热区07)预热的无缝钢管(9)继续向前移动进入加热区(25)，运动速 度0. 255m/min，加热温度300°C，加热时间IOmin ；.1.5、高温，经300°C加热的无缝钢管(9)继续向前移动进入高温区(M)，运动速度 0. 255m/min，高温加热温度为920°C，保温时间Siiin ；.1.6、快速出炉，经高温加热的无缝钢管(9)进入快速出炉段，运动速度6m/min，快速出 炉时间12秒钟；.1.7、校直，无缝钢管(9)快速出炉后被自动送入校直机中进行校直处理，时间3秒钟；.1.8、水冷，在校直机上的无缝钢管(9)校直完成后进行喷水淬火处理，使无缝钢管(9) 的温度迅速降到300°C以下，完成淬火过程；回火.2.1、放料，将待处理的无缝钢管(9)整齐排放在自动进料装置(5)上；.2. 2、自动进料，启动电源后自动进料装置( 上的无缝钢管(9)按顺序每隔一定时间 一根接一根地被送入调质炉中。.2. 3、预热，无缝钢管(9)竖直进入调质炉的预热区(27)，运动速度0. 255m/min，预热时 间 20min ；.2. 4、加热，经预热区07)预热的无缝钢管(9)继续向前移动进入加热区(25)，运动速 度0. 255m/min，加热温度300°C，加热时间IOmin ；.2.5、高温，经3001加热的无缝钢管(9)继续向前移动进入高温区(M)，运动速度 0. 255m/min，高温加热温度为550°C，保温时间Snin ；.2. 6、快速出炉，经温度550°C高温加热的无缝钢管(9)进入快速出炉段，运动速度6m/ min，快速出炉时间12秒钟；.2. 7、空冷，快速出炉后的无缝钢管(9)放在空气中自然冷却4 5小时至常温，完成回 火过程。
全文摘要
节能型热轧无缝钢管燃气调质炉及热处理方法，属于无缝钢管热处理领域，具体涉及一种可实现无缝钢管淬火、回火工艺的燃气调质炉及工艺。包括窑体(11)、辊道传动部分，其特征在于窑体(11)前端设置自动进料装置(5)，窑体(11)两侧安装辊道传动部分和温控装置，以及安装在窑体(11)外的电气控制装置。方法是自动进料装置(5)将无缝钢管送入窑体(11)，经过窑体(11)逐渐充分加热，快速传动装置将无缝钢管(9)快速送入校直机进行校直、淬火工序。具有采用燃气加热减少了电功耗，可扩大生产规模；窑体可以使无缝钢管在窑体内加热充分均匀；快速传动装置将无缝钢管快速带出窑体，能满足淬火、回火时所需的最佳温度；完成调质的平均时间短，成本低等优点。
文档编号C21D9/08GK102094114SQ20091025562
公开日2011年6月15日 申请日期2009年12月9日 优先权日2009年12月9日
发明者赵炳昌 申请人:山东正昌煤矿机械有限公司